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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Mini-hidrociclones aplicados ao sistema de controle de sólidos na perfuração de poços de petróleo
metadata.dc.creator: Mognon, José Lucas
metadata.dc.contributor.advisor1: Ataide, Carlos Henrique
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Duarte, Claudio Roberto
metadata.dc.contributor.referee1: Barrozo, Marcos Antonio de Souza
metadata.dc.contributor.referee2: Vieira, Luiz Gustavo Martins
metadata.dc.contributor.referee3: Panisset, Curt Max de ávila
metadata.dc.description.resumo: O processo de perfuração de poços consiste em uma das fases mais onerosa e poluidora da produção do petróleo. Nessa fase, grande quantidade de fluido de perfuração é utilizada na remoção dos sólidos perfurados no fundo do poço, devendo ser constantemente tratado, através da remoção destes sólidos, para que ele possa ser reutilizado. Esse tratamento é geralmente realizado por um sistema que envolve a utilização de peneiras, hidrociclones, centrífugas decantadoras e secadores rotatórios. As centrífugas, responsáveis principalmente pela recuperação de sólidos finos, tem sua utilização limitada, tanto por conta dos custos envolvidos quanto espaço em sonda, não podendo assim processar todo o volume de fluido circulante no sistema de perfuração. Dessa forma, o presente trabalho vem propor a utilização de mini-hidrociclones ( 30 c D mm  ) no apoio das centrífugas decantadoras, de modo a uma maior remoção de material fino do fluido reinjetado. Para isso, estudos de otimização de parâmetros operacionais e geométricos foram realizados, seguidos de otimização, a fim de obter uma geometria com alta eficiência e baixa razão de líquido. Essa geometria, denominada geometria ótima, foi então testada fazendo-se uso de diferentes fluidos (água+carboximetilcelulose) com características reológicas (pseudoplasticidade) similares ao utilizado em perfurações. Por fim, os resultados obtidos foram utilizados em uma simulação do hidrociclone ótimo operando com sólidos advindos de centrífugas reais (borra) e operando em série. Os resultados obtidos para a geometria ótima mostraram altos níveis de eficiência total (81-89%) mantendo-se, no entanto, razões de líquido reduzidas. Foram obtidas expressões empíricas para a operação com fluido pseudoplástico, sendo que essas apresentaram valores de R² superiores a 0,986. Por fim, os resultados da simulação da operação em série mostraram que os hidrociclones testados podem promover uma redução de até 24% no teor de sólidos do fluido reinjetado, permitindo também alta flexibilidade durante as diferentes fases da perfuração.
Abstract: The drilling process is one of the most costly and polluting phases in oil production. In that stage, large amounts of drilling fluid are used for removing the drilled cuttings of the well. This fluid requires constant treatment, in the form of solid removal, so it can be properly reused for injection. This treatment is usually performed by a system that involves the use of hydrocyclones, sieves, rotational dryers and decanter centrifuges. The centrifuges, mainly responsible for fine solids recovery, has its application limited by the high installation and maintenance costs involved and platform space restrictions, and thus not being able to process the entire volume of circulating fluid in the drilling system. Thereby, the present work propose the use of mini hydrocyclones ( 30 c D mm  ) in support of decanter centrifuges, aiming a higher fine cuttings removal of drilling fluid. To this end, an operational and geometric parameters effects study were performed, followed by optimization, in order to obtain a geometry with high efficiency and low liquid ratio. This geometry, referred as optimal geometry, was then tested on the operation with different fluids (water+ carboxymethylcellulose) having rheological characteristics (pseudoplastic fluid) similar to the one commonly used in drilling process. Finally, the obtained results were implemented in a simulation of the optimum hydrocyclone, using for that, a granulometric size distribution from a centrifuge drilled cuttings sample and also analyzing the serial operation of the equipment. The results obtained for the optimal geometry showed high levels of total efficiency (81-89%) while maintaining reasonable values of underflow-to-throughput ratios. In sequence, empirical expressions for the pseudoplastic fluid operation were obtained for total efficiency, underflow-to-throughput ratio, cut diameter and flowrate, with coefficients of determination above 0.986. Finally, simulation results of serial operation showed that the tested hydrocyclones may promote a reduction of up to 24% on the fluid solid content, while also allowing high flexibility during the different phases of drilling.
Keywords: Hidrociclones
Otimização
Fluido de perfuração
Pseudoplasticidade
HydroSIM
Hydrocyclones
Optimization
Drilling fluid
Pseudoplastic
Fluidos
Perfuração estratigráfica
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: MOGNON, José Lucas. Mini-hidrociclones aplicados ao sistema de controle de sólidos na perfuração de poços de petróleo. 2015. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15265
Issue Date: 27-Mar-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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